轨道交通系统供电系统分析

轨道交通系统供电系统分析

彭章盈

重庆市轨道交通(集团) 有限公司 重庆市 400000

城市轨道交通系统是治安防控的重点和难点,事故案件时有发生,且空间封闭、安全管理力量薄弱,城市轨道交通系统运营安全性受到多种因素的不定性影响。在轨道交通系统中，功率因数是一个重要的参数，影响着能源的有效利用和系统的稳定性。本研究综合了多种方法，包括无功补偿装置的使用、电容器和电感器的安装、调整电压等级以及智能控制系统的应用。通过实验和仿真，研究表明这些方法可以有效地提高功率因数，减少系统中的无功功率流动，提高电能质量，降低系统损耗，并有助于满足电能供应的需求。这些研究结果为轨道交通系统的优化提供了有益的指导，有望在能源领域中产生积极的影响。

关键词：轨道交通系统、功率因数、无功补偿

一、提高轨道交通系统功率因数的方法

（一）影响轨道交通系统功率因数的重要因素

功率因数的含义表明，只要提供轨道交通系统所传输的有功功率一直是稳定的，只要无功功率有上涨，那么它所承受的功率因数就一定会跟着降低。在我国现行轨道交通系统中，有许多因素影响着功率因数的大小，其中最主要的原因在于轨道交通系统中存在的着大量的感性负载，就会应用到许多的无功功率，这样随即会大幅度的改变功率因数；而且提供轨道交通的系统电压只要和固定的要求不一样的话，功率因数也会产生大幅度的变化。下面就以上两个方面进行讨论。

1.感应电动机、变压器、电抗器等感性负载是消耗无功功率的主要设备

电动机、变压器、电抗器是现代化工业企业生产和居民生活用电设施里面电气设备就是重点设施，还属于运用无功功率最多的负荷装置。以上都是归因于在异步电动机的定子和转子里面创造一个的空隙磁场，是异步电动机使用无功的最重要的一点。没有负荷时间段的无功功率以及部分负荷时间段的无功功率一起构成了异步电动机运作时需要的无功功率。同样的，变压器以及电抗器它们都需要创造一个交变的磁场，这样才可以实施能量的交换与传送，因此则需要创建交变磁场以及感应磁通，那么也一定需要磨耗电功率，就是指无功功率；变压器的无功损耗来自励磁电流损耗和漏磁损耗，消耗无功的主要部分是它的空载无功功率，它和负载的大小无关。

2.供电电压超出规定范围

在供电的电压大于规定的数值电压的10%，因为磁路充分的状态，所以无功功率就会迅速的增加，从有效资料中得知，在供电电压是固定数值电压的1.1倍的时候，普通产业的无功就会上涨大概35%；而供电电压比固定数值的电压还要低时，无功功率亚就会跟着下降，这样就会导致功率因数随之上涨。不过供电电压下降时候机会改变电气装置的常规运作，所以就需要运用一些办法来让轨道交通组织的供电电压稳定在固定数值的电压的1倍~1.05倍中，并尽可能的稳定。

3.电网频率的波动

频率的波动也会对轨道交通系统的功率因数产生重要影响。电网频率的波动会使电路中的感性、容性阻抗的阻值不稳定，从而会对变压器与异步电动机的无功功率产生影响。因此，在供配电过程中不仅供电电压的幅值要保持稳定，其供电电压的频率也要保持稳定，从而确保功率因数更加稳定、企业生产与居民生活用电更加安全与节能。

二、提高功率因数的方法

（一）提高自然功率因数

在不额外的加入补偿设备的基础上，对轨道交通系统实施适量的调度方法来降低供电系统里面的无功功率的消耗量，这样来增加功率因数的办法就叫做增加自然功率因数。而且的话增加自然功率因数的办法是不会在另外的形成成本需要，也就是说以增加自然功率因数为基本的状况之下，这个办法是最适合也是最好的，要是最终得到的效果不尽如人意的话，那么此时就能够运用补偿装置，以此来增加轨道交通系统之中的自然功率因数。

1.正确选用感应电动机的容量与型号。

在一些工业产业里面，感应电动机则是电网终端一种非常普遍的用电装置，大型工业机械使用的数量比较多，感应电动机的效率和功率因数在负载70%~100%运行时较高，其在额定负荷工作时的功率因数为0.85至0.9，而在空载时的功率因数只有0.2至0.3[1]。故而感应电动机的合理运用也可以作为一种改变功率因数的普遍原因。因此选择自己使用合适的感应电动机型号来达到它的固定容量和它能够带动的负载相适应、规避感应电动机不合理的运行方式、合理安排和调整生产的工艺流程进而限制感应电动机的空载运行是提高自然功率因数的一个重要方面。当我们挑选感应电动机的时候，要以一个企业的产出的真实状况来挑选感应电动机的尺寸和标准还有它的容量，而且当其在运作的时候，为我们要最大限度的确保感应电动机是在一个高效率运作的情况的，那么就需要增加负荷率，以此来保证感应电动机运作的经济效益最大化。除此之外，在出产情况适合的时候，应用同步电动机来接替感应异步电动机也是一个好办法。另外，必须要增加感应电动机每天维修检查以及确定工作质量高度依据感应电动机的每一个额定数值来进行操作，通过提高增加感应电动机的运作质量与效能，以此来增加它的自然功率因数。

2.合理选择和使用变压器。

会导致功率因数变化的其它的关键要点就是变压器的具体运作状况，变压器每一次测功率因数是和它负荷载的功率因数息息相关的，而且与负载率是完全分不开的；在变压器满负荷运作的时候，一次侧功率因数大概只会少于二次侧的4%，而且要是变压器少负荷运作，那么一次侧功率因数降低会更加的明显，比二次侧第百分之十一至百分之十八。变压器最优运作状况要求负载率要达到60%之上运作才行，这样的话，经济使用性比较好以及功率因数也会相对于高一些，平均也要达到70%和85%之间才最符合[2]。因此就要将用电单位电网的真实运行状况作为基本，来匹配最优变压器，使变压器不做或少做轻载运行。但由于生产工厂中变压器数量较少，种类不多，不像感应电动机那样容易更换，而且新购买一台变压器会投资较多资金，所以只有当负荷率小于30%时（此时功率因数低，会造成极大的电能浪费）在符合经济性与技术性的原则下合理更换合适容量的变压器，提高负荷率进而提高功率因数，降低电能损耗，提高供配电系统的运行效率[3]。

结论

我国轨道交通系统内部环境和外部环境都发生了翻天覆地的变化，供配电网络结构愈来愈复杂、电压等级愈来愈高、管控难度愈来愈大，保证电压稳定、无功功率优化和补偿对于轨道交通系统的安全经济运行愈来愈重要，提高轨道交通系统功率因数的方法愈来愈受人们的重视。

参考文献

[1]郭炳华.机电供电设备安装施工管理要点分析[J].城市供电工程理论研究（电子版）,2019(10):121.

[2]刘闾.浅析机电供电设备安装施工的主要环节及改进方法[J].科技致富向导，2018(8)138.

[3]李勇洁.机电供电设备安装施工的主要环节及改进方法[J].工程技术:文摘版，2016(9):00067.